Представьте себе устройство, которое сможет потушить любое пламя, используя один лишь звук. И это будет не динамик, издающий оглушающие звуки. Именно такой необычный огнетушитель продемонстрировало на днях Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA).
Новое устройство разрабатывалось в рамках программы "Мгновенное подавление пожара" (Instant Fire Suppression). Вообще-то, инженеры DAPDA придумали и опробовали его уже в декабре 2011 года, но, как и полагается военным, не слишком торопились с демонстрацией новинки публике.
Теперь же в Сети появился видеоролик, иллюстрирующий возможности необычного огнетушителя, и сопутствующая информация о его работе.
Команда изобретателей поместила вокруг места возгорания жидкого топлива два динамика, которые контролировали горение при помощи акустического поля.
Звуковые волны ускоряют движение воздуха, который в свою очередь истончает границу пламени, где происходит горение. Когда уменьшается эта область, потушить (разрушить, сбить) пламя гораздо проще.
Одновременно с этим процессом происходит другой: акустическое воздействие приводит к более быстрому испарению воспламенённой жидкости. Из-за этого столб пламени вытягивается и становится ещё тоньше, концентрация паров падает. Благодаря этому снижается температура пламени, что также облегчает тушение возникшего возгорания.
Что особенно приятно, для этого нет необходимости запускать динамики на полную мощность.
Добавим, что классические методы борьбы с пожаром нарушают процесс горения за счёт изменения хода химических реакций, которые протекают во время горения. Однако такой подход отнюдь не единственно возможный.
"Мы показали, что физика горения всё ещё хранит немало сюрпризов для нас. Возможно, наши результаты стимулируют появление новых идей", — говорит менеджер проекта доктор Мэттью Гудман (Matthew Goodman).
Попытки манипулирования пламенем предпринимаются давно. Ещё в нулевых годах прошлого века немецкий физик Генрих Рубенс (Heinrich Rubens) продемонстрировал трубу, в верхней части которой были пробиты дырки. С одной стороны она была закрыта динамиком, с другой — была подведена подача газа. Учёный поджигал газ, вытекающий из отверстия, и менял частоту звука, выдаваемого динамиком. Таким образом он смог регулировать высоту пламени в трубе.
DARPA анонсировали свои планы на исследование влияния звука и электромагнитного воздействия на процесс горения лишь в 2008 году. Тогда специалисты отметили, что, несмотря на достаточно активную исследовательскую деятельность на этом поприще, за последние полвека не было создано ни одного нового метода управления огнём или его распространением, ни одной новой технологии пожаротушения.
Проект Instant Fire Suppression был создан специально для курирования таких исследований, для создания систем пожаротушения, которые были бы эффективны в небольших помещениях, таких как кабины экипажа самолётов и трюмы кораблей. Здесь бороться с огнём крайне сложно, а последствия возгорания могут быть катастрофическими.
Два года исследований и испытаний привели к тому, что специалисты DARPA научились контролировать положение пламени, появляющегося при горении газа и жидких видов топлива, а также гасить его (правда, пока на очень небольших участках – не более 10 квадратных сантиметров).
Для этого учёные использовали похожий на палочку электрод, "одетый" в стеклокерамику. (По иронии судьбы получившееся устройство было похоже на кухонную зажигалку). Прибор создаёт электрическое поле, которое в свою очередь генерирует поток ионов, который "сдувает" зону горения с источника пламени.
Возможность контролировать положение пламени, конечно, любопытна, однако в борьбе с пожаром она вряд ли поможет. Впрочем, такой подход может пригодиться, если пламя бушует внутри закрытого пространства. Например, гипотетическое устройство может создать проход в пылающем доме, необходимый для эвакуации из охваченного огнём помещения людей. Кроме того, не допуская распространения пламени, можно добиться локализации пожара.
Следующий шаг, который планируют предпринять специалисты DARPA – воспроизвести успех на новом уровне, научиться контролировать пламя на большой площади, чтобы техника имела практическое применение.
Юлия Рудый
